Četiri cilindra i osam klipova za 1.000 ks (VIDEO)

Novi dizel motor sa suprotstavljenim klipovima pruža više snage i bolju efikasnost iz manje radne zapremine, i uskoro će se naći u borbenim vozilima, a u smanjenoj formi i u civilnoj upotrebi.

Amerikanci vole oružje i vole da investiraju u njega, a ono što je u centru ove priče je novi soj motora, namenjen za oružane snage Jenkija, koji bi mogao da utaba put za moćnije i efikasnije pogonske agregate u okviru šire upotrebe.

Nazvan je Advanced Combat Engine (ACE), a razvijen je u okviru kolaboracije Cumminsa i Achates Powera. Radikalno se razlikuje od tipičnog dizel motora kakvog inače znamo, a rezultat je ugovora vrednog 47,4 miliona dolara.

Suprotstavljeni klipovi

Umesto šest ili osam klipova u odvojenim cilindrima, koji okreću kolenasto vratilo, bilo da su u  „V“ ili rednom aranžmanu, nova konstrukcija stavlja po dva klipa u svaki od cilindara. Ovi klipovi se kreću nasuprot jedan drugog, deleći istu mešavinu goriva i vazduha, a samim tim i rezultirajuće sagorevanje.

Horizontalno suprotstavljeni klipovi pokreću sopstveno kolenasto vratilo. Ove „radilice“ su povezane garniturom spregnutih zupčanika, koji zatim okreću samostalno izlazno vratilo.

Motori sa suprotstavljenim klipovima nisu nova ideja. Poznavaoci se možda sećaju Commer Knockera iz pedesetih i šezdesetih, kao i Junkers aviona iz dvadesetih i tridesetih godina. Međutim, ovaj novi dizajn oživljava staru ideju na moderan način, pružajući vše snage, bolju efikasnost i manju emisiju.

Četiri cilindra poseduju radnu zapreminu od 14,3 litra, maksimalne snage 1.013 ks (745 kW) pri 2.600 o/min. Naravno, ovakvoj moći doprinose dva turbopunjača i zupčanikom pokretan kompresor. U pitanju je takozvana „twin-charged“ postavka, kao kod starog Volkswagenovog 1.4 TSI.

Novi motor će biti modularan, što znači da će biti omogućena primena u većim ili manjim aplikacijama, s tim što će 4,0-litarska verzija isporučivati 303 ks (223 kW). Najveća varijanta radne zapremine 20 litara s 12 klipova, isporučuje čitavih 1.520 konja (1.118 kW).

Biće uparen s efikasnijim menjačem za potrebe tenkova, koji će obezbeđivati do 90 odsto efikasniji rad u smislu gubitka snage. Džon Tasdemir iz Centra za sisteme vozila američkih kopnenih snaga, izjavio je da neki tenkovski transmisioni sistemi mogu gubiti i do 55 odsto snage.

Bez ventilskog razvoda?

Nema ga, jer ovakva postavka suprotstavljenih klipova ne poseduje glavu motora. Ona eksploatiše dvotaktni ciklus sagorevanja. To znači da se gorivo i vazduh uvlače, sagorevaju, a zatim izduvni gasovi izbacuju u dva takta klipa, u okviru polovine vremena kojeg koriste konvencionalni četvorotaktni motori.

Umesto korišćenja bregastih vratila, ventila i podizača za kontrolu protoka goriva i kompresije, gasovi ulaze i izlaze iz cilindara kroz strateški postavljene otvore na zidovima cilindara. Kako se klipovi kreću gore-dole tokom rada, ovi otvori se otvaraju i zatvaraju. Dolazeći vazduh gura izduvne gasove napolje, a zatim se gorivo ubrizgava direktno u komoru za sagorevanje kako se klipovi približavaju jedan drugom.

Naravno, dvotaktni dizel motori nisu nova stvar. Mnoge kompanije su godinama uspešno proizvodile velike, moćne  dvotaktne dizelaše za velike kamione, mada dotični agregati, ruku na srce, nikada nisu smatrani za lidere po pitanju efikasnosti i ekologije.

Hibridna moć

Ova nova mašina za potrebe borbenih vozila će uključiti i neku vrstu hibridnog pogona, s integrisanim starter-generatorom, koji počiva između motora i menjača. Isporučivaće do 160 kW, i moći će da napaja pomoćni električni sistem od 600 V uz pomoć litijum-jonskih baterija.

Nova generacija baterija navodno pruža dvostruko veću energetsku gustinu sa samo četvrtinom mase odgovarajućih akumulatora i deset puta je dugovečnija od njih. Razvoj ovog sistema je zaista interesantan, jer dolazi u vreme kada smo svedoci masovne elektrifikacije putničkih i komercijalnih vozila za civilnu upotrebu.

Jedan takav sistem ima u budućnosti veći potencijal i za vojna vozila, u smislu električnog režima vožnje i tihog rada, što objašnjava i Tasdemir: „Naši naredni programi su fokusirani na elektrifikaciju borbenih vozila, uključujući hibridne sisteme koji mogu pružiti tiho kretanje i duže periode tihog nadgledanja. Što bolje skladištenje energije ostvarimo, imamo bolju autonomiju i duže periode tihog nadgledanja, tako da je ovo sigurno temelj za postizanje te sposobnosti.“

Više na planu efikasnosti

Nova generacija motora sa suprotstavljenim klipovima ima oko 25 odsto bolju gorivnu efikasnost, odnosno manji gubitak u vidu neiskorišćene toplotne energije u poređenju s tipičnim dizel motorom. Razlog počiva u činjenici što poseduje bolju termalnu efikasnost koju pruža tandem klipova bez glave motora, što omogućava i bolju konstrukciju komore za sagorevanje.

Postavka suprotstavljenih klipova pruža motoru bolju energetsku gustinu, što u prevodu znači da razvija više snage u odnosu na veličinu, težinu i radnu zapreminu. Poređenja radi, Cumminsov B903 je 14,8-litarska twin-turbo V8 jedinica s 90 stepeni između cilindarskih redova, i isporučuje maksimalnih 760 ks.

ACE motor je kompaktniji i kutijaste forme, što ga čini lakšim za instalaciju u poređenju s „V“ ili rednim motorima, posebno u pogledu ukupne visine. Na ovaj način će se obezbediti da se oko ovog snažnijeg i kompaktnijeg motora kreiraju nove platforme „od glave do pete“, s dodatnim korisnim prostorom, boljim manevarskim i voznim osobinama i efikasnijim oklopom.

Primena

ACE motor je za sada namenjen za eksploataciju u Bradley borbenom vozilu i M88 oklopnom vozilu, mada bi manje i veće iteracije mogle da se iskoriste za različite primene. Achates Power takođe razvija 2,7-litarsku varijantu ovog motora za civilnu upotrebu, koji treba svoje mesto da pronađe u Fordu F-150. U dotičnom izdanju isporučuje 273 ks (201 kW) i 650 Nm, uz bolju efikasnost nego što je to slučaj s motorima koji su nam poznati.

Tu je i 10,6-litarska varijanta razvijena za kamione, za koju je Achates Power dobio subvencije vredne devet miliona dolara. Ova jedinica raspolaže s  455 ks (335 kW) i 2.372 Nm. Uz ovaj „titanski“ maksimalni obrtni moment, kompanija najavljuje i 15 odsto manju emisiju CO₂, odnosno 90 odsto redukovanu emisiju azotnih oksida.7

Vrele Gume

Priredio: Pavle Barta